CN110931893A - 电池组以及包括该电池组的运输设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池组以及包括该电池组的运输设备。电池组包括电池模块、被配置为控制电池模块的充电和放电操作的电池管理系统、被布置为供给操作电源的电源端子以及连接在电源端子与电池管理系统之间并被配置为响应于电池模块的异常状况而导通的开关。因此，能够提供一种电池组以及包括该电池组的运输设备，即使在用于监测电池组的状态的电池管理系统处于休眠模式时，该电池组也可以通过检测电池模块的异常状况来唤醒电池管理系统且控制其充电/放电操作，而启动合适的保护操作。

Description

电池组以及包括该电池组的运输设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0112380号的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
一个或多个实施例涉及电池组以及包括该电池组的运输设备。
背景技术
不同于一次电池，通常，二次电池是可再充电的。二次电池可以用作移动装置、电动车、混合动力车、电动自行车或不间断电源等等的能量源。取决于它们所应用的外部装置的类型，二次电池可以以单个电池的形式使用，或者可以以其中多个电池连接并组合成一个单元的电池模块的形式使用。
诸如移动电话的小型移动装置可以根据单个电池的输出和容量而操作某一时间量。然而，在驱动延长的时间量的情形中，或者在高电源驱动的情形中，诸如在具有高功耗的电动车或混合动力车的情形中，由于输出和容量问题而可以优选包括多个电池的电池模块，且电池模块可以根据内置电池的数目而增大输出电压或输出电流。
发明内容
本公开的实施例的一个或多个实施例包括电池组以及包括该电池组的运输设备，即使当用于监测电池组的状态并用于控制其充电/放电操作的电池管理系统处于休眠模式时，该电池组也可以通过能够检测电池模块的异常状况来唤醒该电池管理系统，而启动合适的保护操作。
根据一个或多个实施例，一种电池组包括电池模块、被配置为控制电池模块的充电和放电操作的电池管理系统、被布置为供给操作电源的电源端子以及连接在电源端子与电池管理系统之间并被配置为响应于电池模块的异常状况而导通的开关。
电源端子可以连接至恒压电源，恒压电源被配置为供给比电池模块的输出电压低的电压。
电池管理系统可以被配置为当开关导通时，根据通过连接至电源端子来启动向电池管理系统供给的电源，而被唤醒。
电池管理系统可以包括用于控制电池管理系统的整体操作的控制器以及被配置为通过从电源端子接收电源而提供控制器的驱动电源的电源转换器。
开关可以连接在电源端子与电源转换器之间，其中电源转换器被配置为通过根据开关被导通而从电源端子接收电源，来输出控制器的驱动电源。
开关可以包括机械开关，机械开关包括框架，且还包括分别固定至框架的不同侧的固定接触构件和可移动接触构件，可移动接触构件暴露于其中电池模块被容纳的容纳空间。
固定接触构件可以通过固定销固定至框架，固定销穿过固定接触构件的中心位置而紧固至框架。
可移动接触构件可以包括固定至框架的固定端部分、自由端部分以及铰链部分，自由端部分面对固定接触构件的至少一部分，以当自由端部分由于高于参考温度的高温或由于高于参考压力的高压力而被物理地修改时接触固定接触构件，铰链部分比自由端部分或固定端部分薄且被配置为在将固定端部分和自由端部分相互连接的同时允许自由端部分的修改。
固定接触构件和可移动接触构件可以暴露于其中电池模块被容纳的容纳空间。
开关可以布置在电池模块与电池管理系统之间。
开关可以布置在电池模块的面对电池管理系统的外表面上。
开关可以布置在电池管理系统的面对电池模块的外表面上。
电池组可以进一步包括容纳电池模块、电池管理系统和开关的包装壳，其中开关布置在包装壳的面对电池模块的内表面上。
开关可以包括电子开关，其中电池组进一步包括连接至电子开关的传感器，传感器用于检测电池模块的异常状况以导通电子开关。
传感器可以包括被布置为感测电池模块的温度的温度传感器和/或被布置为感测电池模块的压力的压力传感器。
根据一个或多个实施例，一种运输设备包括电池模块、被配置为控制电池模块的充电和放电操作的电池管理系统、被配置为供给操作电源的供电单元、连接在供电单元与电池管理系统之间并被配置为通过检测电池模块的异常状况而被导通的开关、被布置为从电池模块接收驱动电源的电动机以及被配置为控制电动机的整体驱动的电子控制器(ECU)。
开关可以连接在供电单元与第一节点之间，其中电池管理系统和ECU连接至第一节点。
电池管理系统和ECU可以被配置为当开关导通时，根据通过通过第一节点基本同时连接至供电单元而启动电池管理系统和ECU的电源供给，从而被唤醒。
开关可以包括电子开关，其中运输设备进一步包括传感器，传感器连接至电子开关且被配置为检测电池模块的异常状况并导通电子开关。
传感器可以包括被布置为感测电池模块的温度的温度传感器和/或被布置为感测电池模块的压力的压力传感器。
附图说明
图1是图示了本公开实施例的电池组以及包括该电池组的运输设备的示意性配置的示图；
图2是图示了图1中所示的电池管理系统的更具体配置的示图；
图3和图4是图示了根据本公开实施例的机械开关的结构的示图，其分别图示了关断状态和导通状态；
图5是图示了机械开关的平面结构的示图；
图6至图8图示了图3中所示的机械开关的不同布置结构；以及
图9是图示了根据本公开另一实施例的电池组以及包括该电池组的运输设备的示意性配置的示图。
具体实施方式
通过参考实施例的详细描述和附图，可以更容易地理解本发明构思的特征及其实现方法。在下文中，将参考附图更详细地描述实施例。然而，所描述的实施例可以以各种不同的形式体现，并且不应该被解释为仅限于本文所示的实施例。相反，这些实施例作为示例被提供，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明构思的方面。因此，可能不描述对于本领域普通技术人员完全理解本发明构思的方面是不必要的过程、元件和技术。
除非另有说明，否则在整个附图和书面描述中，相同的附图标记表示相同的元件，因此，不重复其描述。此外，可能未示出与实施例的描述无关的部分以使描述清楚。在附图中，为了清楚起见，可放大元件、层和区域的相对大小。
本文中参照截面图描述各种实施例，该截面图为实施例和/或中间结构的示意图。如此，可以预期由于例如制造技术和/或偏差导致的从图示的形状的变化。此外，本文所公开的具体结构或功能描述仅仅是说明性的，为了描述根据本公开的实施例的构思的实施例的目的。因此，本文中公开的实施例不应被解释为局限于示出的特定的区域形状，而是包括由例如制造引起的形状上的偏差。
例如，被示出为矩形的注入区域通常将具有圆形或弧形的特征和/或在其边缘处的注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，通过注入形成的掩埋区域可以导致在掩埋区域与通过其发生注入的表面之间的区域内的一些注入。因此，附图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不为了示出设备的区域的实际形状，并且不是为了限制。此外，如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同的方式来对所描述的实施例进行修改，所有这些都不脱离本公开的实施例的精神或范围。
在具体描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的透彻理解。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节或具有一个或多个等效布置的情况下对各种实施例加以实践。在其他实例中，以块图形式示出了公知的结构及设备，以免不必要地混淆各种实施例。
此外，出于易于解释的目的，在本文中可使用诸如“下面”、“下方”、“下”、“之下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来描述如附图中图示的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。应当理解，空间相对术语旨在包含除附图中描绘的方位之外的设备在使用中或操作中的不同方位。例如，如果附图中设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”、“下面”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”和“之下”可包含上方和下方两个方位。设备可以以其他方式定向(例如，旋转90度或在其他方位)，并且应当对本文使用的空间相对描述符进行相应的解释。类似地，当第一部件被描述为布置在第二部件“上”时，这指示第一部件布置在第二部件的上侧或下侧，而不限于基于重力方向的第二部件的上侧。
应该理解，当元件、层、区域或部件称作在另一元件、层、区域或部件“上”、“连接至”或“联接至”至另一元件、层、区域或部件时，其可以直接地在另一元件、层、区域或部件上、可以直接地连接至或联接至另一元件、层、区域或部件，或者可以存在一个或多个中间元件、层、区域或部件。然而，“直接地连接/直接地联接”是指一个部件直接连接或联接另一部件而不存在中间部件。同时，描述部件之间关系的诸如“在……之间”、“紧贴在……之间”或“与……相邻”以及“直接与……相邻”的其他表达可以类似地解释。此外，也应该理解，当一元件或层称作在两个元件或层“之间”时，其可以是这两个元件或层之间的唯一元件或层，或者也可以存在一个或多个中间元件或层。
为了本公开的目的，诸如“中的至少一个”的表述在位于一列元件之后时，修饰整列元件，而不修饰该列中的单独元件。例如，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z构成的组中的至少一个”可以解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，诸如例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。相同的附图标记遍及全文指代相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任意和所有的组合。
本文使用的术语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限制本公开的实施例。如本文所用，单数形式“一”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，当在此说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和“具有”表明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任意和所有组合。
如本文所使用的，术语“基本”、“大约”、“近似”和类似术语用作近似的术语而非程度的术语，且旨在包含本领域的普通技术人员公认的在测量的或计算的值中的固有偏差。如本文所使用的，“大约”或“近似”包括所陈述的值，并且指位于如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量以及与特定量的测量相关联的误差(即测量系统的限制)而确定的特定值的可接受偏差范围内。例如，“大约”可以指在一个或多个标准偏差内，或在所陈述的值的±30％、20％、10％、5％内。进一步，当描述本公开实施例的各实施例时，“可以”的使用是指“本公开实施例的一个或多个实施例”。
当特定实施例可以以不同方式实现时，具体的处理顺序可以与所描述的顺序不同地执行。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时执行，或者以与描述的顺序相反的顺序执行。
根据在本文中描述的本公开的实施例的各实施例的电气或电子设备和/或任何其它相关设备或部件可以利用任何合适的硬件、固件(例如专用集成电路)、软件、或软件、固件和硬件的组合来实现。例如，这些设备的各种部件可以被形成在一个集成电路(IC)芯片上或单独的IC芯片上。此外，这些设备的各种部件可以被实现在柔性印刷电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上，或者被形成在一个基板上。
此外，这些设备的各种部件可以是在一个或多个处理器上运行的进程或线程，其中处理器位于一个或多个计算设备中，用于执行计算机程序指令并与其它系统部件交互以执行本文中描述的各种功能。计算机程序指令被存储在可被实现在利用标准存储设备的计算设备中的存储器中，例如随机存取存储器(RAM)。计算机程序指令还可以被存储在其它的非临时性计算机可读介质中，例如CD-ROM、闪存驱动器等。此外，本领域技术人员应认识到，各个计算设备的功能可以被组合或集成到单个计算设备，或特定计算设备的功能可以被分布在一个或多个其它计算设备之间，而不脱离本公开的实施例的各实施例的精神和范围。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明构思所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解，例如那些在常用字典中定义的术语应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文和/或本说明书中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中明确地如此定义。
下文中，将参照附图描述根据本公开实施例的各示例性实施例的电池组和包括电池组的运输设备。
图1是图示了本公开实施例的电池组以及包括该电池组的运输设备的示意性配置的示图。图2是图示了图1中所示的电池管理系统的更具体配置的示图。
本公开实施例的运输设备1可以包括用于安装电池组10且使用电池组10作为能量源的任何运输设备，且可以通常包括任何类型的运输设备，诸如电动自行车或电动车。如下面所描述的，本公开实施例的运输设备1可以包括作为能量源的电池组10、用于从电池组10接收驱动电源的电动机258以及用于控制电动机258的整体驱动的电子控制器/电子控制单元(ECU)255。
本公开实施例的电池组10可以安装在运输设备1中，以提供驱动电源，且例如可以包括包含多个单电池的电池模块50以及用于控制电池模块50的充电/放电操作的电池管理系统(BMS)150。
电池模块50可以以其中多个单电池电连接以提供高容量和高电源的模块化形式提供。电池模块50的输出电源可以供给至运输设备1的电动机258。ECU 255可以安装在运输设备1中，以控制电动机258的整体驱动。受控的驱动电流可以根据从ECU 255输出的电动机驱动信号而供给至电动机258。
参照图2，BMS 150可以包括用于控制BMS 150的整体操作的控制器155。BMS 150可以包括模拟前端(AFE)153，模拟前端(AFE)153用于将诸如从电池模块50传送的温度或电压的关于状态信息的测量值转换为量化数字值、并且用于将该量化数字值传送至控制器155以及用于根据控制器155的控制信号而输出用于充电开关SW2和放电开关SW1的开/关控制信号。
例如，BMS 150的操作可以如下。即，BMS 150可以监测电池模块50的状态，且可以控制电池模块50的充电/放电操作。例如，BMS 150可以通过控制连接在电池模块50的充电/放电路径上的充电开关SW2和放电开关SW1的开/关操作，来控制电池组10的充电/放电操作。
例如，BMS 150可以通过电压测量端子并通过安装在电池模块50上的热敏电阻而获得关于电压和温度的信息。BMS 150可以通过使用布置在充电/放电路径上的电流传感器R，来测量充电/放电电流量。基于电池模块50的状态信息，诸如电压、电流和温度，BMS 150可以检测诸如过充电、过放电或过电流的异常状况，且可以执行电池模块50的保护操作。此外，BMS 150可以执行用于平衡电池模块50的各个单电池之间的充电状态的电池平衡操作，并且例如，BMS 150可以执行对具有相对高充电状态的单电池放电和/或对具有相对低充电状态的单电池充电的电池平衡操作。
BMS 150可以包括用于控制BMS 150的整体操作的控制器155，且可以包括用于将电源供给至包括控制器155的BMS 150的每个点的电源转换器158。控制器155可以通过AFE153输出用于连接在电池模块50的充电/放电路径上的充电开关SW2和放电开关SW1的开/关控制信号，可以确定电池平衡操作的启动时间，可以控制电池平衡操作，以及可以产生关于电池模块50的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)等等的信息。
参照图1，电源转换器158可以接收从供电单元200供给的电源。电源转换器158可以将供电单元200的电源转换为在BMS 150的每个点处可接收的电源，可以将该电源供给为BMS 150的操作电源，以及可以为包括控制器155的BMS 150的每个电路供给操作电源。
供电单元200可以是恒压电源，且可以供给12V的恒压电源，以及可以为电池组10的BMS 150且为运输设备1的ECU 255供给操作电源。各个电气负载对应于安装在运输设备1中且连接至供电单元200的元件。各个电气负载可以接收从供电单元200供给的操作电源。
供电单元200可以作为与电池组10分离的部件提供在运输设备1中，且可以通过电池组10的电源端子P连接至电池组10。例如，且根据本公开的实施例，BMS 150从运输设备1的供电单元200接收电源的事实可以指BMS 150从连接至供电单元200的电源端子P接收电源。如本文中描述的，运输设备1的供电单元200和电池组10的电源端子P可以相互替代。
供电单元200可以被提供为除了作为运输设备1的主电源的电池组10之外的辅助电池。从电池组10供给的高电压电源可以通过DC-DC转换器被转换为低电压(例如大约12V)，且然后可以充入到供电单元200中。
在运输设备1的启动开关(启动键)被导通的点火(IG)状态中，电源转换器158可以供给BMS 150的操作电源。即，电源转换器158可以将供电单元200的电源转换为适用于驱动控制器155的电源，且可以将转换后的电源供给为控制器155的驱动电源。电源转换器158可以供给适用于包括控制器155的BMS 150的每个电路的驱动电源。
例如，在启动开关(启动键)被导通的IG状态中，驱动电源可以被供给至控制器155，以操作控制器155某一时间，且控制器155可以输出向其供给操作电源的电源信号至电源转换器158。当从控制器155接收电源信号时，电源转换器158可以将供电单元200的电源转换为适用于驱动控制器155的电源，且可以供给转换后的电源作为控制器155的驱动电源。
在运输设备1的启动开关(启动键)被关断的状态中，电源转换器158可以阻断BMS150的操作电源，且BMS 150可以切换至其中操作电源被阻断的休眠模式。
例如，在启动开关(启动键)被关断的状态中，控制器155可以输出电源阻断信号至电源转换器158，以阻断BMS 150的操作电源，且因此，BMS 150可以切换至其中操作电源被阻断的休眠模式。在运输设备1的点火被关断的状态中，BMS 150可以在休眠模式等待，且在运输设备1的点火被导通时，BMS 150可以随着其被供给点火电源而启动操作。
在运输设备1的点火被关断的状态中，BMS 150可以在休眠模式等待，且随着根据检测到诸如过热或高压力的电池模块50的异常状况的机械开关100的操作而启动BMS 150的电源供给，BMS 150可以从休眠模式切换至唤醒模式。此外，响应于电池模块50的异常状况，BMS 150可以启动电池模块50的保护操作，可以向运输设备1的内部输出警报信号以引起乘客疏散，或可以通过无线通信网络向远程操作员提供警报信号。
即使在操作电源被阻断的休眠模式中，BMS 150也可以根据检测诸如过热和高压力的电池模块50的异常状况以唤醒BMS 150的机械开关100的操作，来防止诸如电池模块50的爆炸或点火的安全事故的发生。
机械开关100可以随着其触头在高于灵敏温度的高温下或者在高于灵敏压力的高压力下连接而导通。当导通时，机械开关100可以连接在供电单元200(或电源端子P)与BMS150之间，以由此将供电单元200(或电源端子P)和BMS 150(例如BMS 150的电源转换器158)相互连接。以下将更详细描述机械开关100的结构。
通信地连接至电池组10的BMS 150的ECU 255可以安装在运输设备1中。基于诸如运输设备1以及运输设备1的加速器和制动器的速度信息，ECU 255可以输出电动机驱动信号且可以控制电动机258的转速或扭矩。可以根据从ECU 255输出的电动机驱动信号而向电动机258施加受控驱动电流。
运输设备1的ECU 255和电池组10的BMS 150可以通过诸如控制器区域网(CAN)的通信线相互通信地连接，来交换信息。例如，BMS 150可以产生关于SOC、SOH等等的信息，且可以将该信息传送至运输设备1的ECU 255。
机械开关100可以连接至电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255两者。机械开关100可以随着其触头在高于灵敏温度的高温下或在高于灵敏压力的高压力下连接而导通，且可以随着启动BMS 150的电源供给而唤醒BMS 150。当导通时，机械开关100可以基本同时唤醒电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255。例如，机械开关100可以连接在供电单元200与第一节点N1之间。电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255可以连接至第一节点N1并因此连接至供电单元200。当机械开关100导通时，电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255可以通过第一节点N1基本同时被连接。随着电池组10的BMS 150以及运输设备1的ECU 255的电源供给被启动，电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255可以基本同时被唤醒。
因此，机械开关100可以在高于灵敏温度的高温下或在高于灵敏压力的高压力下导通，以基本同时唤醒电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255。因此，有效地感测到电池模块50的异常状况的电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255可以相互一起协作地执行为了防止安全危害或诸如电池模块50的点火或爆炸的潜在事故以及为了乘客疏散的操作。
在本公开的实施例中，随着根据机械开关100的导通立即启动电源供给时，电池组10的BMS 150可以被切换至唤醒模式。相反地，在本公开的另一实施例中，随着根据通过导通机械开关100所产生的启动信号而启动电池组10的BMS 150的电源供给时，电池组10的BMS 150可以从休眠模式切换至唤醒模式。
类似地，在本公开的实施例中，随着根据机械开关100的导通立即启动电源供给时，运输设备1的ECU 255可以被切换至唤醒模式。相反地，在本公开的另一实施例中，随着根据通过导通机械开关100所产生的启动信号而启动运输设备1的ECU 255的电源供给时，运输设备1的ECU 255可以从休眠模式切换至唤醒模式。
图3和图4是图示了根据本公开实施例的机械开关100的结构的示图，且分别图示了关断状态和导通状态。图5是图示了机械开关100的平面结构的示图。
参照附图，机械开关100可以响应于(例如电池组10的)机械开关100的环境温度和/或压力而被触发。当在高于灵敏温度的高温下或在高于灵敏压力的高压力下物理地修改机械开关100的一些配置时，机械开关100可以被切换至导通状态。机械开关100可以不要求用于机械开关100的导通操作的分离电气电源。机械开关100可以不被电气驱动，且可以根据诸如环境温度和/或压力的物理环境变量而导通。
例如，机械开关100可以包括框架105、固定至框架105的固定接触构件110以及可移动接触构件120，可移动接触构件120能够根据其环境温度/压力被修改，以由此接触固定接触构件110。
框架105可以联接至用于支撑机械开关100的支撑结构S上，并且例如，框架105可以通过诸如螺栓B的紧固构件联接至支撑结构S上。如下所描述的，机械开关100可以与电池模块50一起容纳在包装壳15(参见图6)中，且可以在面对电池模块50的同时联接至包装壳15(参见图6)的内表面。在该情形中，支撑结构S可以对应于包装壳15(参见图6)。在本公开的另一实施例中，机械开关100可以联接至相互面对的电池模块50和BMS 150的外表面之一，且在该情形中，支撑结构S可以对应于电池模块50的外表面或BMS 150的外表面。
可移动接触构件120可以具有能够根据其环境温度和/或压力而被修改的结构，且可以根据其物理修改通过接触固定接触构件110而连接(例如电连接)至固定接触构件110。例如，在电池模块50的正常状态中，可移动接触构件120可以与固定接触构件110间隔开以维持关断状态，且可移动接触构件120通过在高于灵敏温度的高温下(例如由于热膨胀)或在高于灵敏压力的高压力下被修改为接触固定接触构件110，而切换至导通状态。
在电池模块50的容纳空间G被过加热高于灵敏温度的状态中，可移动接触构件120可以形成为可以通过形状修改而连接至固定接触构件110的各种结构，并且例如，可移动接触构件120可以由双金属或形状记忆合金形成。可移动接触构件120可以包括固定至框架105的固定端部分121以及布置为面对固定接触构件110的至少一部分并根据其物理修改而形成与固定接触构件110接触的自由端部分122。具有相对小厚度的铰链部分125可以形成在固定端部分121与自由端部分122之间，以允许自由端部分122的修改，而同时仍将固定端部分121和自由端部分122相互连接。例如，铰链部分125可以比固定端部分121或自由端部分122薄。可移动接触构件120的固定端部分121可以通过框架105的闭锁钳108和插入到铰链部分125中的组装销109而定位固定至框架105。
按照累积压力达到高压力状态，可移动接触构件120可以通过被修改为接触固定接触构件110而被切换至导通状态，其中该压力累积在电池模块50的容纳空间G中。当自由端部分122由于高压力或高温而相对于固定端部分121与自由端部分122之间的铰链部分125朝向固定接触构件110旋转时，可移动接触构件120可以通过接触固定接触构件110而导通。
固定接触构件110也可能根据其环境温度/压力而被修改。然而，固定接触构件110与可移动接触构件120之间的连接是否出现可以取决于可移动接触构件120的修改，且因此，可以根据可移动接触构件120的灵敏温度或灵敏压力而精密调整机械开关100的导通条件。固定接触构件110可以通过固定销111被定位固定至框架105，且固定销111可以在固定接触构件110的中心位置处穿过固定接触构件110紧固至框架105，以防止或减小固定接触构件110的修改或移动。
固定接触构件110和可移动接触构件120可以分别定位固定至框架105的不同侧。固定接触构件110和可移动接触构件120可以布置为从框架105(例如下部分)暴露。在本公开的实施例中，固定接触构件110和可移动接触构件120两者可以从框架105暴露。相反地，在本公开的另一实施例中，固定接触构件110可以通过被框架105遮蔽而不暴露于电池模块50的容纳空间G，并且可移动接触构件120可以通过从框架105漏出或在框架105的一部分处暴露而暴露于电池模块50的容纳空间G。
例如，框架105可以不完全围绕固定接触构件110和可移动接触构件120，且框架105的一部分可以开放。因此，至少可移动接触构件120可以暴露于电池模块50的容纳空间G，且因此，可移动接触构件120可以暴露于电池模块50的容纳空间G，以便能够以相对高的灵敏度检测电池模块50的异常状况。进一步，框架105可以形成为开放形状，使得电池模块50和可移动接触构件120并未通过框架105而相互隔离。如下面所描述的，机械开关100可以布置在其中容纳有电池模块50的包装壳15(参见图6)中，且机械开关100和电池模块50可以通过包装壳15的内部空间(例如容纳电池模块50的容纳空间G)相互流体地连接。在此，机械开关100和电池模块50相互流体地连接可以指：没有用于将机械开关100和电池模块50相互隔离或将机械开关100和电池模块50分离成不同空间的结构介于机械开关100与电池模块50之间，使得电池模块50的温度和压力可以无损地传送至机械开关100(例如机械开关100的可移动接触构件120)。
图6至图8图示了图3中所示的机械开关100的不同布置结构。
参照附图，机械开关100可以与电池模块50一起布置在包装壳15中。包装壳15可以形成电池组10的外部形状，且可以用于保护电池组10的内部配置免受其外部环境的影响。电池组15可以提供其中容纳电池模块50的容纳空间G，且包装壳15的内部空间可以指电池模块50的容纳空间G。
电池模块50和BMS 150可以容纳在包装壳15中，且机械开关100可以布置在包装壳15中的任何位置处，只要机械开关100布置在包装壳15的内部空间(容纳电池模块50的容纳空间G)中。例如，机械开关100可以布置在包装壳15中的面对电池模块50的内表面上，且例如，可以布置在包装壳15的内上表面上。因为机械开关100形成在面对电池模块50的位置处，因此可以有效地将电池模块50的温度/压力等等传送至机械开关100。即，被电池模块50加热的热空气可以通过浮力或对流而在电池模块50上移动，且可以由机械开关100感测。此外，由电池模块50的膨胀等引起的高压气体可以在电池模块50上移动，且可以由机械开关100感测。
在图7和图8中所示的实施例中，机械开关100可以布置在电池模块50与BMS 150之间。机械开关100可以布置在与电池模块50相邻的位置处以便于灵敏地对电池模块50的温度/压力做出反应，且可以位于靠近电池模块50和BMS 150两者的位置处。即，机械开关100可以位于电池模块50与BMS 150之间，以便于缩短连接至BMS 150的线的长度。机械开关100布置在电池模块50与BMS 150之间可以包括：机械开关100布置在电池模块50的外表面和BMS 150的外表面中的任意一个上，相应的外表面相互面对。
在图7中所示的实施例中，机械开关100可以布置在BMS 150的面对电池模块50的外表面上。例如，机械开关100可以安装在形成BMS 150的电路板上，且可以布置在该电路板的面对电池模块50的下表面上。在该情形中，因为机械开关100安装在BMS 150上，因此可以缩短在机械开关100与BMS 150之间的线的长度。
在图8中所示的实施例中，机械开关100可以布置在电池模块50的面对BMS 150的外表面上。例如，机械开关100可以布置在电池模块50的面对BMS 150的上表面上。在该情形中，因为机械开关100布置在电池模块50上，因此可以以高灵敏度感测电池模块50的温度和压力，且可以无误差地检测诸如电池模块50的过热或爆炸的异常状况。
图9是图示了根据本公开另一实施例的电池组以及包括该电池组的运输设备的示意性配置的示图。
图9中所示的运输设备1可以包括电池组10、用于从电池组10接收驱动电源的电动机258以及用于控制电动机258的整体驱动的ECU 255。
电池组10可以安装在运输设备1中以提供驱动电源。例如，电池组10可以包括包含多个单电池的电池模块50以及用于控制电池模块50的充电和放电操作的BMS 150。BMS 150可以包括用于控制BMS 150的整体操作的控制器155以及用于供给电源至包括控制器155的BMS 150的每个点的电源转换器158。
电源转换器158可以接收从供电单元200供给的电源。供电单元200可以作为与电池组10分离的部件提供在运输设备1中，且可以通过电池组10的电源端子P连接至电池组10。
BMS 150可以在休眠模式(例如在运输设备1的点火被关断的状态中)等待，且随着BMS 150的电源供给根据检测到诸如过热或高压力的电池模块50的异常状况的电子开关100’的操作而启动时，BMS 150可以从休眠模式切换至唤醒模式。
电子开关100’可以连接至用于感测电池模块50的温度的温度传感器ST，且可以连接至用于感测电池模块50的压力的压力传感器SP。例如，温度传感器ST和压力传感器SP可以连接至电子开关100’的控制电极，且因此电子开关100’可以根据感测到高于灵敏温度/参考温度的高温的温度传感器ST和/或感测到高于灵敏压力/参考压力的高压力的压力传感器SP的输出信号而导通。电子开关100’可以连接在供电单元200(或电源端子P)与BMS150之间，以由此当电子开关100’导通时将供电单元200(或电源端子P)与BMS 150(例如BMS150的电源转换器158)相互连接。
在本公开的实施例中，电子开关100’可以被提供为用于执行开关功能的半导体器件。例如，电子开关100’可以被提供为场效应晶体管(FET)或双极结型晶体管(BJT)等等。例如，温度传感器ST和压力传感器SP可以连接至电子开关100’的控制电极(栅极或基极)，且电子开关100’的第一电极和第二电极可以分别连接至供电单元200(或电源端子P)和电源转换器158。
不同于图1的实施例，图9的实施例可以包括替代于机械开关100的电子开关100’，且可以包括连接至电子开关100’以检测电池模块50的异常状况并然后导通电子开关100’的传感器ST和SP。例如，用于感测电池模块50的温度的温度传感器ST和用于感测电池模块50的压力的压力传感器SP可以布置在与电池模块50相邻的位置处。
例如，如在参照图6至图8的机械开关100的布置结构的说明中，温度传感器ST和压力传感器SP可以布置在面对电池模块50的位置处，以灵敏地检测电池模块50的温度和压力等等。例如，在其中容纳有电池模块50和BMS 150的包装壳15中，传感器可以布置在包装壳15的面对电池模块50的内表面上，或者可以布置在电池模块50与BMS 150之间。
同时，如参照图1所描述的，电子开关100’可以连接至电池组10的BMS 150和运输设备1的ECU 255两者。例如，当导通时，电子开关100’可以基本同时唤醒电池组10的BMS150和运输设备1的ECU 255两者。
在本公开中，可以响应于电池模块的异常状况而导通的开关100或100’可以被提供为如图1中所示的机械开关100，或者可以被提供为如图9中所示的电子开关100’。从这个意义上，本公开中的开关100或100’可以包括机械开关100和电子开关100’两者。
根据本公开，在运输设备的启动键被关断的状态中，即，即使当用于监测电池组的状态并控制电池组的充电/放电操作的电池管理系统处于休眠模式时，也可以检测诸如电池模块的过热或高压力的异常状况，以由此响应于该异常状况而唤醒电池管理系统并启动合适的保护操作，由此防止诸如电池模块的点火或爆炸的事故的发生，且由此执行合适的警报操作以引起乘客疏散。
在本公开的实施例中，因为可以检测诸如电池模块的过热或高压力的异常状况，以基本同时唤醒电池组的电池管理系统和运输设备的ECU，因此已经感测到电池模块的异常状况的电池组的电池管理系统和运输设备的ECU可以一起相互协作地执行为了防止诸如电池模块的点火或爆炸的潜在事故并为了乘客疏散的操作。
应该理解，本文所描述的实施例应该仅以描述性意义考虑，而并非为了限制目的。在每个实施例内对特征的描述应通常视为可用于其他实施例中的其他类似的特征。尽管已经参照附图描述了一个或多个实施例，但本领域普通技术人员应该理解，可以在其中做出形式和细节上的各种改变，而不脱离如由所附权利要求书以及其包括在其中的功能等价物所限定的精神和范围。

Claims (20)

1.一种电池组，包括：
电池模块；
电池管理系统，被配置为控制所述电池模块的充电和放电操作；
电源端子，被布置为供给操作电源；以及
开关，连接在所述电源端子与所述电源管理系统之间，且被配置为响应于所述电池模块的异常状况而导通。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电源端子连接至恒压电源，所述恒压电源被配置为供给比所述电池模块的输出电压低的电压。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池管理系统被配置为当所述开关导通时，根据通过连接至所述电源端子而启动向所述电池管理系统供给的电源，从而被唤醒。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池管理系统包括：
控制器，用于控制所述电池管理系统的整体操作；以及
电源转换器，被配置为通过从所述电源端子接收电源而提供所述控制器的驱动电源。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述开关连接在所述电源端子与所述电源转换器之间，并且
其中所述电源转换器被配置为通过根据所述开关被导通从所述电源端子接收所述电源，而输出所述控制器的所述驱动电源。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述开关包括机械开关，所述机械开关包括框架，并且还包括分别固定至所述框架的不同侧的固定接触构件和可移动接触构件，所述可移动接触构件暴露于其中所述电池模块被容纳的容纳空间。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述固定接触构件通过固定销而固定至所述框架，所述固定销穿过所述固定接触构件的中心位置而紧固至所述框架。
8.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述可移动接触构件包括：
固定端部分，固定至所述框架；
自由端部分，面对所述固定接触构件的至少一部分，以当所述自由端部分通过高于参考温度的高温或通过高于参考压力的高压力而被物理地修改时接触所述固定接触构件；以及
铰链部分，比所述自由端部分或所述固定端部分薄，且被配置为在将所述固定端部分和所述自由端部分相互连接的同时允许所述自由端部分的修改。
9.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述固定接触构件和所述可移动接触构件暴露于其中所述电池模块被容纳的所述容纳空间。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述开关布置在所述电池模块与所述电池管理系统之间。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述开关布置在所述电池模块的面对所述电池管理系统的外表面上。
12.根据权利要求10所述的电池组，其中，所述开关布置在所述电池管理系统的面对所述电池模块的外表面上。
13.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括容纳所述电池模块、所述电池管理系统和所述开关的包装壳，
其中所述开关布置在所述包装壳的面对所述电池模块的内表面上。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述开关包括电子开关，并且
其中所述电池组进一步包括连接至所述电子开关的传感器，所述传感器用于检测所述电池模块的异常状况以导通所述电子开关。
15.根据权利要求14所述的电池组，其中，所述传感器包括被布置为感测所述电池模块的温度的温度传感器和/或被布置为感测所述电池模块的压力的压力传感器。
16.一种运输设备，包括：
电池模块；
电池管理系统，被配置为控制所述电池模块的充电和放电操作；
供电单元，被配置为供给操作电源；
开关，连接在所述供电单元与所述电池管理系统之间，且被配置为通过检测所述电池模块的异常状况而导通；
电动机，被布置为从所述电池模块接收驱动电源；以及
电子控制器，被配置为控制所述电动机的整体驱动。
17.根据权利要求16所述的运输设备，其中，所述开关连接在所述供电单元与第一节点之间，并且
其中所述电池管理系统和所述电子控制器连接至所述第一节点。
18.根据权利要求17所述的运输设备，其中，所述电池管理系统和所述电子控制器被配置为当所述开关导通时，根据通过所述第一节点同时连接至所述供电单元而启动所述电池管理系统和所述电子控制器的电源供给，从而被唤醒。
19.根据权利要求16所述的运输设备，其中，所述开关包括电子开关，并且
其中所述运输设备进一步包括传感器，所述传感器连接至所述电子开关且被配置为检测所述电池模块的异常状况并导通所述电子开关。
20.根据权利要求19所述的运输设备，其中，所述传感器包括被布置为感测所述电池模块的温度的温度传感器和/或被布置为感测所述电池模块的压力的压力传感器。
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